机械工程学报

作者：钦兰云, 袁溪涟, 赵朔, 杨光, 王向明

单位：1. 沈阳航空航天大学机电工程学院 沈阳 110136;2. 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室 沈阳 110136;3. 中航工业沈阳飞机设计研究所 沈阳 110035

关键词：钛/铝异质合金,冷金属过渡+脉冲,界面组织,力学性能；

基金：中央引导地方科技发展资金专项(2023JH6/100100044)、国家重点研发计划(2022YFE0122600)、国家自然科学基金(52375359)和辽宁省教育厅系列(LJKZ0193/LJKZ0195)资助项目。

钛/铝合金直接成形过程中，界面极易形成脆性金属间化合物，造成一体化异质构件的开裂与失效。采用冷金属过渡+脉冲(CMT+P)的增材制备工艺在锻造钛合金TC4上直接成形5B06铝合金，获得了力学性能良好的异质合金构件。优化的增材工艺抑制了钛/铝界面脆性金属间化合物的析出与长大，界面处形成微米级锯齿状过渡层，同时研究发现，在CMT+P模式下，脉冲电流引起的剪切应力对熔池内枝晶产生巨大的冲击，促进了熔池内液态金属的强制对流，界面处枝晶破碎成为等轴晶，从钛合金表面生长出的长针状析出相显著减少。同时，脉冲模式的电流起到了细化晶粒尺寸的作用，界面处晶粒细化至4.1 μm。在CMT+P模式下，随着送丝速度增加，力学性能随之提升，在剪切力作用下，界面由脆性断裂转变为脆/韧混合式断裂。研究结果为一体化成形钛/铝异质合金构件的力学性能改善提供了新的思路。

来源：2025年第9期

《机械工程学报》期刊编辑部

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